一、转子位置传感器概述： 转子位置传感器在无刷直流永磁电动机中，主要起两个作用： 一、通过它检测出转子永磁体磁极相对定子电枢绕组所处的位置，以便确定电子换相驱动电路中 功率晶体管的导通顺序; 二、确定电子换相电路驱动电路中功率晶体管的导通角，从而确定电枢磁场的磁状态 为了实现这两个目的，工程上可以采用无接触式旋转变压器、光电式传感器、高频耦合式传感器、 磁阻元件传感器和霍尔磁敏传感器等。不同的传感器，有不同的特点和不同的应用场合。  无接触式旋转变压器和霍尔磁敏传感器是目前被广泛采用的两种转子位置传感器。无接触式旋转 变压器除了结构复杂、体积较大和制造成本较高等缺点外，它具有安装定位方便、输出信号大、精度 高、对环境条件要求不严、温度适应范围宽、工作稳定可靠，以及容易与电子换向电路的输入阻抗实 现阻抗匹配等一系列优点。因此，旋转变压器被广泛地用于精密数控机床、军事装备和宇航技术领域 之中 霍尔磁敏传感器在具有质量轻、尺寸小、制造成本低和便于大规模生产等优点的同时，存在着对 环境条件要求严、温度适应范围窄和可靠性差等缺点。因此，霍尔磁敏传感器被广泛地用于计算机的 软硬盘驱动器、激光打印机、视听设备和家用电器等民用电动机产品中 二、霍尔效应： 当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电 场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍 尔效应使用左手定则判断   三、霍尔器件分类： （1）按结构分类 霍尔器件按结构可以分为三大类∶霍尔元件、霍尔集成电路和霍尔功能组件。一般而言，霍尔器 件是由单独半导体霍尔区构成的分立电子元件，它所产生的电动势很低，在使用时还需要外接放大器， 很不方便。随着微电子技术的发展，借助半导体制作工艺将半导体霍尔区及其所需的外周功能电路一 起制作在同一块硅外延片上，这就构成了霍尔集成电路和霍尔功能组件 （2）按功能分类 霍尔器件按功能也可以分为三大类∶线性型、开关型和锁定型 线性型霍尔器件由电压调节器、霍尔元件、差分放大器和输出级所组成，其结构框图如下图所示  线性型霍尔器件的输入量是磁感应强度，输出量是电压。输出量与输入量成直线性函数关系，如 下图所示。线性型霍尔器件主要用于测量，可制成用来测量各种物理量，例如，磁通、磁通密度、电 压、电流、功率、频率、相位移、电磁转矩、直线位移、角度、振动、转速、流量和压力等物理量的仪表  开关型霍尔器件由电压调节器、霍尔元件、差分放大器、施密特触发器和输出级等五部分所组成， 如图五所示。它的输入量是磁感应强度，输出量是高低电平的数字信号。在正磁场作用之下的开关型 霍尔器件的特性曲线如图六所示。所谓正磁场是指磁体的南极 S 指向霍尔器件商标面的磁场;反之，所 谓负磁场是指磁体的北极 N 指向霍尔器件商标面的磁场。对于开关型霍尔器件而言，当磁感应强度由 零开始增大到达某一数值 Bop 时，霍尔器件开通，输出低电平，横坐标上对应 Bop 的点被称之为"磁 工作点"。当磁感应强度从"磁工作点"开始继续增大时，霍尔器件一直保持开通状态，即一直输出低电 平;当磁感应强度由一个大于 Bop 的数值开始减小返回时，在磁感应强度减小返回到达"磁工作点"数值 的情况下，霍尔器件仍然保持开通状态，输出低电平; 只有当磁感应强度减小至某一数值 BrP 时，霍 尔器件才关闭，输出高电平，横坐标上对应 BrP 的点被称之为"磁释放点"。磁工作点与磁释放点之差， 即数值（Bop-Brp）=BHYS 被称之为开关型霍尔器件的"磁滞区"。不同设计的开关型霍尔器件具有不同的 磁滞区 BHYS，外加磁场的大小不会改变某一开关型霍尔器件的磁滞区的数值大小。开关型霍尔器件的磁 滞回线相对于零磁场纵坐标轴是不对称的，它的导通和截止过程只和外界磁场的大小有关，不需要磁 场极性的变换。图六给出了开关型霍尔器件在交变磁场作用之下的输出特性   锁存型霍尔器件同样也是由电压调节器、霍尔元件、差分放大器、施密特触发器和输出级等五部 分所组成。锁存型霍尔器件实质上也一种开关型霍尔器件，它与一般开关型霍尔器件的差别在于∶它 是由双磁极激发的，其输出特性曲线如下图所示。由图可见，锁存型霍尔器件的输出特性曲线相对于 零磁场纵坐标轴是对称的，因此在交变磁场的作用之下可以获得占空比为 1∶1 的输出波形，如下图七 所示，且不受外界温度和交变磁场峰值大小的影响 |
